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申请/专利权人：扬州大学;扬州大学扬州碳中和技术创新研究中心

摘要：本发明涉及可控抓取技术领域，具体涉及一种姿态可控的可变刚度的黏附装置及机械手，包括绝缘保护外壳和竖直相对设置的两个黏附片；每个黏附片包括形状记忆聚合物密封腔和设于形状记忆聚合物密封腔靠近工作面的一侧的改性PDMS仿生黏附层；形状记忆聚合物密封腔内部设有可变刚度金属通道，可变刚度金属通道的两端分别设有用于引出的柔性电极；绝缘保护外壳内部设有脉冲电磁铁，在电流、磁场和温度的耦合作用下，可以精确控制黏附装置抓取目标物前的姿态，以非接触的方式施加驱动力，且能施加反向剥离力实现快速脱附，实现强黏附与快速剥离的功能，能够精确调整黏附装置的姿态和黏附力，能够灵活地适应不同工作环境和要求。

主权项：1.一种姿态可控的可变刚度的黏附装置，其特征在于，包括：绝缘保护外壳和设置于所述绝缘保护外壳底部，且竖直相对设置的两个黏附片；每个所述黏附片包括形状记忆聚合物密封腔和设于所述形状记忆聚合物密封腔靠近工作面的一侧的改性PDMS仿生黏附层；每个所述形状记忆聚合物密封腔内部设有可变刚度金属通道，所述可变刚度金属通道的两端分别设有用于引出的柔性电极；所述绝缘保护外壳内部设有脉冲电磁铁，用于产生静止的电磁场；所述黏附片的黏附强度随时间变化的过程分为三个阶段，包括刚性黏附阶段、脱附阶段和快速致动阶段；所述刚性黏附阶段，温度升至38.25℃之前，所述黏附片的黏附强度和刚度，用fa表示；所述脱附阶段，温度上升38.25℃至58℃之间，所述黏附片的黏附强度和刚度，用fb表示；所述快速致动阶段，温度高于58℃之后，所述黏附片的黏附强度和刚度，用fc表示；其中，fa＞fb＞fc；在所述黏附片处于快速致动阶段时，所述黏附片的弯曲角度通过改变电流大小实现精确控制，所述黏附片温度与电流和加热时间的关系，所述黏附片的弯曲角度与电流大小的关系模型包括： 式中，I为通过黏附片的电流，ρ为可变刚度金属的电阻率，L为可变刚度金属的总长度，a,b分别为可变刚度金属电路横截面的长度和宽度，C为黏附片的比热容，M为黏附片的总质量，T0为黏附片初始时刻的温度，Te为黏附片工作环境的温度，A为黏附片的表面积，h为黏附片的热传导系数，m1、m2、m3、m4为函数关系模型中的可变系数，m1的取值范围为2953～3011，m2的取值范围为19.21～31.23，m3的取值范围为134.34～146.37，m4的取值范围为6.32～8.88。

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